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PH GENÉTICA O que são as LEIS DE MENDEL? Leis de Mendel são as regras de transmissão de características hereditárias resultantes das pesquisas do padre austríaco chamado Gregor Johann Mendel, conhecido como o Pai da Genética. Filho de camponeses, ele começou seus estudos observando o aspecto das plantas, principalmente a forma e a cor dos diferentes pés de ervilhas que cultivava na horta do mosteiro em que vivia. Promovendo cruzamentos entre essas plantas, Mendel analisou numericamente seus resultados durante anos. Pôde então propor a existência da unidade de transmissão hereditária - que hoje conhecemos como gene - e estabeleceu as regras de como cada par de genes determina uma cor específica de ervilha de pés com características também diferentes. Entre outras coisas, observou que uma cor de ervilha (amarela) dominava a outra (verde), a qual podia reaparecer - em proporção matematicamente previsível - em uma geração futura, quando ele novamente cruzava duas das ervilhas amarelas, assim conseguidas. Em seguida, Mendel se dedicou ao estudo genético das abelhas, para verificar se suas leis se aplicavam aos animais. A partir do cruzamento das calmas abelhas egípcias com as sulamericanas - cujo mel era melhor, mas eram muito agressivas -, conseguiu uma nova espécie doméstica e produtora de excelente mel e, ao mesmo tempo, comprovou a veracidade de sua teoria de regras da hereditariedade, as Leis de Mendel. Os autores acima citados utilizam estas leis e o abecedário para denominarem os genes responsáveis pelas cores das diversas pelagens de nossos Paints. O que é um ALELO? Alelo é o gene da mesma característica que veio do outro membro do casal que deu origem ao seu Paint, ou seja, por exemplo: o garanhão fornece um gene para uma cor e a égua outro gene para esta mesma característica que poderá ser igual ou diferente daquele do garanhão. Estes genes são chamados alelos porque ocupam o mesmo local num mesmo cromossomo presente nas células reprodutivas (do sêmen ou óvulo) fornecidas, individualmente pelos pais de seu potro. O que é um CROMOSSOMO? Cromossomo é um filamento formado por muitos genes, sempre na mesma sequência, que estão presentes em todas as células de todos os seres vivos. Os seres humanos têm 46 cromossomos e os cavalos 64, formados a partir dos 32 cromossomos fornecidos pelo garanhão e dos 32 pela égua matriz de seu Paint. Os cerca de 20 mil genes do cavalo compõe o seu GENÓTIPO e cada um deles vai determinar uma característica específica do potro. O conjunto de todas estas características, ou seja, o que realmente vamos observar em nosso Paints constituem o seu FENÓTIPO. Até os dias de hoje, nos acostumamos a analisar apenas o fenótipo de nossos animais para orientar os cruzamentos e tentar obter a pelagem que mais gostamos. Apesar da experiência acumulada nessas tentativas durante tantos anos, ela não é suficiente para uma determinação exata da cor do potro que irá nascer ou, pelo menos, qual a probabilidade dele nascer com a cor que desejamos. Só o estudo do genótipo é que permite a certeza de um resultado esperado ou a exata probabilidade de que determinada cor será conseguida em um cruzamento. Até há pouco tempo, o número disponível de testes genéticos de pelagens de cavalos era muito pequeno, limitando-se à determinação genética para cavalos pintados (Paints), além do teste de paternidade. Hoje, já dispomos de testes genéticos específicos para pelagens de Paints – dos genes aguti, champanhe, creme, branco dominante, baio, tordilho, oveiro (branco letal) pérola, preto (fator vermelho, extensão), sabino, prata, branco salpicado e tobiano – que permitem previsão acurada da cor esperada e distribuição na pelagem de um determinado potro, a partir do cruzamento de pais geneticamente conhecidos. Hoje, já dispomos de testes genéticos específicos para pelagens de Paints. O bê-á-bá da genética da pelagem dos Paint Horses Conceitos genéticos básicos para se entender as cores de nossos animais O intenso estudo e rápido desenvolvimento da Ciência Genética Humana nas últimas décadas abriu caminho para a compreensão da hereditariedade das características de muitas espécies animais. No entanto, o conhecimento sobre a Genética da Pelagem Equina permaneceu latente neste campo e só recentemente começou apresentar evolução mais significativa. Os conceitos clássicos e nomenclatura mais adotada atual- 58 Paint Horse Dr. Carlos Rangel* mente foram descritos em 1954, nos primeiros trabalhos de Castle (USA) e Briquet (Brasil), em 1959, com atualizações, entre outras, de Bowling (USA), em 1996 e Rezende e Costa (Brasil), em 2001. Estes trabalhos utilizam as Leis de Mendel, comuns a todos os estudos genéticos, as quais reproduziremos neste artigo de forma propositalmente reduzida e em linguagem bastante simples, procurando atingir o maior número possível de leitores da nossa comunidade em torno de Paint Horses. O que é um GENE? Gene é um segmento específico de moléculas responsável pela transmissão e manifestação de uma única característica hereditária vinda de cada um dos pais. Ele é que vai definir, por exemplo, a cor predominante da pelagem de seu Paint. Cada um dos cerca de 20 mil genes do ser humano - e aproximadamente o mesmo número em cavalos - são formados por moléculas de ácidos de dois tipos: o DNA (desoxirribonucléico) e o RNA (ribonucléico). Essas moléculas se dispõem em uma determinada sequência para cada gene, compondo um código específico que irá definir os diferentes aspectos que formam todos os seres vivos. A definição de cada característica de cada vegetal ou animal será dada por um determinado gene e seu alelo. Paint Horse 59 O que significa HOMOZIGOTO? Homozigoto (homo=igual) é o animal que herda genes idênticos de seus pais para uma mesma característica. Se for dominante, este gene sempre determinará esta característica no fenótipo das crias deste animal. No mesmo exemplo acima, se um garanhão ou uma égua forem homozigotos para tobiano, todos seus filhos serão igualmente pintados. Podemos ilustrar isto da seguinte forma**: Garanhão: [ TT ] e égua: [ TT ] Possibilidade única: O pai sempre fornecerá um [ T ] e a mãe também um [ T ]: o potro será TT: pintado e homozigoto para tobiano. ** Com frequência utiliza-se também a sigla [ TO ], para os Paint Horses tobianos, aqui usamos apenas a letra [ T ] (internacionalmente aceita) para simplificar o entendimento. O que é EPISTASIA? Epistasia é a interferência que um gene ou alelos podem exercer sobre outro gene ou alelos localizados em outro ponto do cromossomo, ou mesmo em outro cromossomo, alterando sua manifestação no fenótipo do cavalo. Assim, mesmo que este gene (chamado hipostático) que sofre esta influência seja dominante, ele não manifestará sua característica no fenótipo do potro, pois sua atuação será impedida pelo outro gene (chamado epistático). Por exemplo, o citado gene epistático [ A ] (de aguti, que é a nossa conhecida cutia), quando presente no genótipo ... ... desculpem-me, mas vamos parar por aqui, pois qualquer aprendizado deve ser gradativo e os conceitos básicos apresentados neste texto são indispensáveis para que possamos compreender como a genética determina a cor e sua distribuição na pelagem de nossos Paints. Permitam-me sugerir a releitura deste texto para que, uma vez fixado, este conhecimento possa progredir, nas próximas edições, com novos conceitos e exemplos como os acima, os quais aparentemente complicados se tornarão gradativamente fáceis de entender, à medida em que evoluirmos em nosso estudo da genética da pelagem dessas nossas maravilhas de quatro patas, denominadas Paint Horses. Permitam-me sugerir a releitura deste texto para que, uma vez fixado, este conhecimento possa progredir, nas próximas edições. O que é um TESTE GENÉTICO? Teste genético é o exame de laboratório que permite determinar se cada gene alelo de cada cor é dominante ou recessivo em um garanhão e em uma determinada égua. A partir deste conhecimento é possível prever a cor ou cores prováveis de seus futuros potros e em que porcentagem elas ocorrerão. Os resultados dos testes genéticos são expressos em letras*, como, por exemplos (simplificados): A)Para um garanhão Paint o resultado poderia ser [ TT, BB, EE, aa ] e sua leitura permite afirmar que se trata de um Paint Horse pintado de preto, duplo homozigoto - tanto para tobiano [ TT ] como para pelagem preta [ BB ] em todo o corpo [ EE ] – que nenhum de seus descendentes será alazão [ aa ] e também que serão todos (100%) pretos, sempre que a matriz também for preta [ BB ou Bb ] ou tiver pelagem de outra cor, mas for recessiva para aguti [ aa ]. * Neste texto usaremos letras em itálico e entre chaves [ ] para designar cada gene, alelos ou conjunto deles, no sentido de facilitar a identificação e compreensão. B) Para outro garanhão Paint, o resultado poderia ser: [ TT, Bb, Ee, aa ] e pode-se interpretar que apesar de ter o mesmo fenótipo do primeiro: pintado de preto, este cavalo é homozigoto apenas para tobiano [ TT ] e por isso não pode garantir a cor preta (b) em todo o corpo [ e ] para todos os seus descendentes, mesmo que as matrizes sejam pretas [ B_, E_, aa ], diminuindo 25% desta possibilidade em relação ao primeiro exemplo. Estes exemplos – aqui colocados apenas para ilustração de possíveis resultados de teste genéticos para Paints - podem pare- 60 Paint Horse cer inicialmente difíceis de entender, mas com a leitura de nossos artigos futuros nesta revista, onde se repetirão inúmeros novos exemplos, se tornará cada vez mais simples a interpretação destas sequências de letras maiúsculas e minúsculas. Porque se usa letras MAIÚSCULAS E MINÚSCULAS? As maiúsculas representam os genes dominantes e as minúsculas os genes recessivos. Assim, nos exemplos acima, a letra [ T ] significa que um gene dominante para tobiano foi fornecido por um dos pais, enquanto o [ t ] significa que um gene recessivo é que foi fornecido. Apresentados em duplas: [ TT ], [ Tt ], [ tT ] ou [ tt ], estas letras representam os possíveis alelos de um potro que resultaram de determinado cruzamento. Apresentados juntamente com outras letras: [ TT, Bb, Ee, aa ], representam um conjunto de alelos diferentes de genes dominantes ou recessivos de um mesmo animal. O que significa gene DOMINANTE e RECESSIVO? Um gene dominante é aquele que determina que uma característica se manifestará no fenótipo do potro, independentemente de seu alelo. Por exemplo, o gene para a pelagem tobiana é dominante, portanto, basta que um dos pais forneça este gene para que o potro nasça pintado. Um gene recessivo é aquele que só se manifesta no fenótipo se seu alelo também for recessivo. No mesmo exemplo, se nem o garanhão nem a égua matriz fornecerem o gene para tobiano, o potro não nascerá pintado, será - como costumamos dizer ‘sólido’, de uma só cor, sem as manchas brancas, característica principal dos Paints. Portanto para que haja a certeza de se ter um potro pintado, pelo menos um dos seus pais terá de ser homozigoto para tobiano. Ou ainda: Garanhão: [ TT ] e matriz: [ Tt ] Duas possibilidades: 1) Um [ T ] do pai e um [ T ] da mãe: o potro será [ TT ]: pintado e homozigoto para tobiano. 2) Um [ T ] do pai e um [ t ] da mãe: o potro será [ Tt ]: pintado e heterozigoto para tobiano. Se o pai for heterozigoto [ Tt ] e a mãe homozigota [ TT ], as possibilidades serão as mesmas e metade dos potros do casal será homozigota e a outra metade heterozigota. O que significa HETEROZIGOTO? Heterozigoto (hetero=diferente) é o animal que herda de seus pais genes diferentes para uma mesma característica, sendo um dominante e outro não, como no último exemplo acima, onde um dos pais era heterozigoto [ Tt ], sendo o outro homozigoto [ TT ]. Ainda, quanto à transmissão de pelagem pintada de nossos Paints, se tanto o garanhão quanto a égua matriz forem heterozigotos e se pelo menos um deles fornecer um gene para tobiano [ T ], o potro será pintado, pois é dominante. Mas se os dois fornecerem seu gene recessivo [ t ], o potro não terá manchas brancas [ tt ]. Neste caso, a proporção esperada será de três filhos pintados e um sólido (sem manchas brancas) para cada quatro potros deste mesmo casal. Podemos explicar isso, assim: Garanhão: [ Tt ] e matriz: [ Tt ] Quatro possibilidades: 1) Um [ T ] do pai e um [ T ] da mãe: o potro será [ TT ]: pintado e homozigoto para tobiano. 2) Um [ T ] do pai e um [ t ] da mãe: o potro será [ Tt ]: pintado e heterozigoto para tobiano. 3) Um [ t ] do pai e um [ T ] da mãe: o potro será [ tT ]: pintado e heterozigoto para tobiano. 4) Um [ t ] do pai e um [ t ] da mãe: o potro será [ tt ]: sólido (não tobiano). Esta dominância ocorrerá na maioria das vezes para a maior parte dos genes, mas pode haver exceção, quando existe o fenômeno da epistasia. * médico, criador e proprietário do Haras Vila Colonial, em Analândia, SP Paint Horse 61
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